基于在线教学的Auto Cad教学设计研究与实践*

祁隽燕

中国矿业大学机电工程学院工程图学中心 江苏 徐州 221116

这个春天，我们开始线上教学。突如其来的疫情，改变了我们传统的教学模式。本文详细分析了计算机二维绘图课程的线上教学设计。本学期本课程全程采用线上教学模式，利用腾讯课堂做课堂直播，辅助学习通收发学习资料、作业及中国大学MOOC视频。针对线下教学的不足进一步进行了课程优化，取得良好效果。

1 问题引入

笔者在2018和2019年曾辅导机械专业学生参加了华东区大学生CAD应用技能竞赛和全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛并在大赛中取得不错的成绩。大赛从大二学生中选拔参赛选手，这些同学在一年级的时候已经完成了课内的二维计算机绘图的学习。结合大赛的要求和以往线下教学中一直困扰学生的问题以及线上的各种便利条件，在教学中有了一点对课程的思考，对教学新的改革和尝试已经在本学期课程中实践完毕。

线下课程和竞赛选拔中存在的问题如下：

（1）实践课课时少，学生课程紧张，课下练习时间也少，选拔学生参加考试，学生的基础相对来说比较薄弱。

（2）课内要兼顾程度高的同学，又要顾及对计算机操作本身不是太熟练，操作比较慢的同学导致二维绘图课内的高级命令的讲解和运用都偏少，参加竞赛就显出劣势。

（3）竞赛的立足点除了绘图技巧和速度外，越来越倾向于考查机械制图课程中的零件图和装配图读图能力。要求同学有比较强的拆图和读图能力。而不仅仅局限于绘图技巧的提升。这就要求，计算机绘图和机械制图中零件图和装配图结合起来。

（4）线下课程有一个很大的弊端是没有课堂记录。以往的课程在课堂内有些同学当时掌握了方法，下课就忘记了，这是很正常的。命令从会使用到熟练使用必须经过反复的多遍练习才能掌握。然而，离开课堂，靠自己去书上学习命令使用方法，对于上机的练习来说效率实在太低下，学生很难忍受书里枯燥的不实用的命令讲解，基本看书学习的很少。既不看书，又没有人指导的情况下，很多同学就放弃课下的练习时间，最多做一点作业，很难保证进一步的深入和提高。也大大减弱学生的学习兴趣，这是以往对考试进行分析后得出的影响学习效果最大的因素[1]。

本文是在这个基础上一个突破，寻找一条适合学生的快捷的路径。根据以上的竞赛要求和课堂学习要求，从以下几个方面展开讨论，比较传统教学模式和线上教学模式的时间分配，根据时间分配和竞赛要求调整教学环节和教学内容，针对教学内容设计好的有针对性课后练习。最后通过考试来验证教学效果。

2 传统的教学模式和线上教学模式时间分配对比

在计算机二维绘图（CAD）这门课程里，学生上机实践操作的部分占了很大一块。以往的教学通常是老师讲解命令，然后让学生跟着练习。这里面存在一个时间的配比问题，老师讲多久？学生练习多久？在课时有限的情况下，老师讲解的时间和学生练习时间产生冲突，往往是老师讲的多，学生就练习的少。如果保证学生练习时间，老师必须压缩课堂讲解时间，这样一来，操作命令的各种用法就难以深入下去。

在新的教学设计里，充分利用在线教学的便利条件，把老师讲解基本命令的这部分内容交给网络视频完成。通过精心挑选慕课资源，压缩了基本命令的讲解时间。优质的校外慕课都是通过优化后的简短而精准的命令使用方法的描述，通常一个小节也就是十分钟左右的内容。如果正常上课，十分钟内由于老师的个人状态及现场表述等等因素的影响，是完不成那个教学量的。这样一来，就大大压缩了原本讲课的时间。可以由原来的50%压缩到35%。

时间的重新分配如下表所示：

线下教学 线上教学讲课时间 50% 60%（35%+25%）学生练习时间 50% 40%

线下教学可以一对一辅导，线上学生辅导的时间减少，相应压缩练习时间，改课后自行完成。这样学生练习时间由原来50%减少到40%。

压缩出来的时间，继续进行优化，原来讲课的时间由50%增加到60%。这60%分为两部分，其中一部分的时间用来讲基础的内容，这个35%的时间对应原来的50%那部分。另外25%是比原来多出来的时间，用于做拓展训练。这样一来，原来总是感觉不够用的一节课，由于一部分课程的压缩，可以多出很多时间，这部分时间是很精华的。教学内容的改变也由此展开[2]。

3 增加的教学内容比较

时间的变化必然引起内容的变动，多出来的时间用来做什么？用于做基础命令的总结和高级命令的讲解。多增加25%时间就意味着内容要相应增加25%。比如，以往课时少而不讲的约束和参数化绘图，就可以给学生介绍。如下图所示，用一般几何关系很难做出的图形，用约束方法很容易做出。这部分内容是竞赛的考查项目，掌握这种画法可以画些趣味图形，学生比较感兴趣。

再比如，轴段的画法，至少给学生介绍三种画法，用矩形块，用多线，用镜像方法等等。每组命令中需要进行拓展的知识都可以在时间上比较游刃有余。最终的效果是，内容的拓展和知识的细化，必然使得整门课程更加体系化，完整化。把以后需要竞赛使用的很多内容迁移到课内。既给竞赛的选拔提供条件，又对学生今后课程设计和毕业设计乃至于工作打下一个良好的基础。

举个具体例子：在画键槽的时候，以往因为时间关系，可能只给学生其中一种方法。这种方法，不用更多的技巧和对高级命令的使用设置。是大部分同学都能掌握的一种方法，但是这种方法效率是最低下的，一旦习惯这种画法，将在今后的绘图工作当中，降低整体的效率，而且画图习惯也很难纠正。

小小一个键槽就有五种画法

五种方法总结比较：

（1）方法1是每个学生都能想到的基础方法，用时较长，鼠标点击次数多，效率低下。

（2）方法2和4都用到倒圆角中高级倒圆角命令。

（3）方法4和5要求学生会设置多线命令。

（4）方法3和5虽然都是一次成型，但是用的时间却大不相同。

通过比较和总结让同学们体会到命令的神奇变化。很多命令都进行了这样的比较、总结和拓展。学生会比较感兴趣，选择一种最快捷的方法加以练习，然后形成习惯[3]。

4 课后练习的设计

课后练习的设计调整为增加难度，增加题量，以及和零件图的读图结合起来。给学生抛出更难、技巧更高的图纸，是以目标为导向的一种逆向教学模式。为的是引起学生征服欲，从而产生正向学习动力。学生就会产生积极的情绪，为满足好奇心，学生就要看、要听、要想、要问，思维也就被激活。效率的提升便是水到渠成的事情。

此时，线上教学就可以发挥明显的优势——可以回看。不管是用MOOC资源，还是老师上课讲的内容，都可以回放。这一点非常重要，也是在常规机房上课无法相比的。二维绘图命令繁多，很多命令有多层嵌套，浅基础或者无基础者在学习的时候最大的困难就在于记不住繁杂的命令及其使用方法。往往老师讲一遍，课堂练习一遍，在后期操作的时候还会忘记。这时候，找到视频看一下回放，对课下复习非常方便。而且，视频内容还可以选择一点五倍速和二倍速观看，大大节省了学生的学习时间，非常方便学生自学。

腾讯课堂的回看记录显示，有很多同学都在课后二次回看，回看率超过100%，回看时间有长有短。可能是针对某一个知识点的回看，也有可能是整堂课快速回看。重复对于任何一门课都是学习的捷径，尤其需要动手操作的实践课。

一共六讲的内容，从第五讲开始，作业已经是综合性齿轮油泵泵体出图，包括所有的相关绘图尺寸和文字设置，带属性粗糙度图块设置和出图转PDF格式输出等等。也就是前期只用了四讲的时间，学生就已经基本掌握了从画图到出图的基本理论和技能，后边的练习开始侧重装配图和零件图的细节。每次作业会给同学们不同的各种零件图，这样的针对性专项练习一直持续到考试，每周一测，既不给学生增加额外负担，又可以不断加强绘图技巧，提升效率。

5 结束语

线上学习对学生，是新鲜的学习模式。对老师，是一种新的挑战和技能的拓展。大家都从中获益匪浅，是双赢的提升。从开始准备线上教学，到期末考试这个完整的过程，走完一个周期。在这个周期内，教学设计的变化是重点。教学设计的变化是本质上改变教学效果的利器。恰恰借助于线上教学，这个转变才发生的润物细无声。从考试的难度看，加深难度以后，学生整体的出图速度得以提高，出图质量更加规范。